(57)【要約】  【課題】予め地山に挿入された防護プレートを利用して、安全かつ迅速にトンネルを掘削することができるボックス掘進機を提供する。  【解決手段】矩形断面を有し、上面に掘進機軸方向に沿うガイド７，８が設けられた本体胴部２と、本体胴部２の前端上部にフードジャッキ１０を介して掘進機軸方向に移動自在に連結された先受け支保フード３と、先受け支保フード３の上面に設けられ、本体胴部２側に延びてガイド７に案内される前部可動支保部材１４と、本体胴部２の後端に推進ジャッキ１８を介して掘進機軸方向に移動自在に連結された、本体胴部２と同じ大きさの矩形断面を有する支圧リング４と、支圧リング４の上面に設けられ、本体胴部２側に延びてガイドに案内される後部可動支保部材１７と、支圧リング４の後部に設けられた支持台２０と、支持台２０上にリフトジャッキ２１を介して昇降自在に設けられた仮支保部材２２とを備えてなる。  【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め地山に挿入された防護プレートによって区画保護された地山を矩形断面に掘削するためのボックス掘進機であって、
矩形断面を有し、上面に掘進機軸方向に沿うガイドが設けられた本体胴部と、
本体胴部の前端上部にフードジャッキを介して掘進機軸方向に移動自在に連結された先受け支保フードと、
この先受け支保フードの上面に設けられ、前記本体胴部側に延びて前記ガイドに案内される前部可動支保部材と、
前記本体胴部の後端に推進ジャッキを介して掘進機軸方向に移動自在に連結された、前記本体胴部と同じ大きさの矩形断面を有する支圧リングと、
この支圧リングの上面に設けられ、前記本体胴部側に延びて前記ガイドに案内される後部可動支保部材と、
前記支圧リングの後部に設けられた支持台と、
この支持台上にリフトジャッキを介して昇降自在に設けられた仮支保部材と
を備えてなるボックス掘進機。
【請求項２】
前記本体胴部及び前記支圧リングの各外周及び前記仮支保部材の上面にそれぞれ複数の固定ローラが設けられ、
前記前部可動支保部材及び前記後部可動支保部材は、可動ローラ列からなることを特徴とする請求項１記載のボックス掘進機。
【請求項３】
前記支持台は後方へ傾動自在であり、前記仮支保部材には支保工を搭載可能となっていることを特徴とする請求項１又は２記載のボックス掘進機。
【請求項４】
前記本体胴部は掘進機軸方向に間隔を置いた複数の矩形リングを相互に連結してなることを特徴とする請求項１，２又は３記載のボックス掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボックス掘進機に関し、さらに詳細には、例えば鉄道線路や道路などの車両走行路の下方の地盤に該走行路を横断するボックストンネルを掘削するための掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道線路や道路などの車両走行路の下方の地盤に該走行路を横断するボックストンネルを構築するに際し、予め防護部材を地山に挿入して防護する工法が採用されている。
【０００３】
この防護工法の１つとして、先にこの出願人は、地山をワイヤソーなどの可撓性切削具で水平方向に切削しながら、その切削部に防護プレート（鋼板）を挿入する工法を提案した（特許文献１参照）。この工法は、地山の変状ひいては鉄道線路の場合は軌道変状を防止することができる極めて有効な工法である。
【０００４】
しかし、防護プレートは薄板であり大きな耐力を得ることができない。このため、防護プレートの挿入後、これによって区画保護された地山を矩形断面に掘削するに際し、地山の緩みを確実に防止しながら掘進することができる掘進機の開発が望まれていた。
【特許文献１】特願２００２−３７７０９６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、予め地山に挿入された防護プレートを利用して、安全かつ迅速にトンネルを掘削することができるボックス掘進機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、予め地山に挿入された防護プレートによって区画保護された地山を矩形断面に掘削するためのボックス掘進機であって、
矩形断面を有し、上面に掘進機軸方向に沿うガイドが設けられた本体胴部と、
本体胴部の前端上部にフードジャッキを介して掘進機軸方向に移動自在に連結された先受け支保フードと、
この先受け支保フードの上面に設けられ、前記本体胴部側に延びて前記ガイドに案内される前部可動支保部材と、
前記本体胴部の後端に推進ジャッキを介して掘進機軸方向に移動自在に連結された、前記本体胴部と同じ大きさの矩形断面を有する支圧リングと、
この支圧リングの上面に設けられ、前記本体胴部側に延びて前記ガイドに案内される後部可動支保部材と、
前記支圧リングの後部に設けられた支持台と、
の支持台上にリフトジャッキを介して昇降自在に設けられた仮支保部材と
を備えてなるボックス掘進機にある。
【０００７】
より具体的には、前記本体胴部及び前記支圧リングの各外周及び前記仮支保部材の上面にそれぞれ複数の固定ローラが設けられ、前記前部可動支保部材及び前記後部可動支保部材は、可動ローラ列からなる。また、前記支持台は後方へ傾動自在であり、前記仮支保部材には支保工を搭載可能となっている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、先受け支保フードにより切羽周囲の地山を保護しながら掘削し、所定距離掘削後、先受けフードを戻しながら本体を推進させ、さらに支圧リングを本体胴部に引き寄せて支保工を組み立てるというような一連の動作を繰り返しながら掘進することができ、これにより掘進作業を安全かつ迅速に遂行することができる。また、本体胴部や支圧リングなど地山に予め挿入された防護プレートに接する部材にはローラが設けられているので、掘進に伴う移動を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、この発明の実施形態を示す平面図、図２は側面図、図３は正面図である。この発明によるボックス掘進機１は、本体胴部２と、本体胴部２の前端上部に連結された先受け支保フード３と、本体胴部２の後端に連結された支圧リング４とを備えている。
【００１０】
本体胴部２は掘進機１の軸方向（前後方向）に間隔を置いた複数の矩形リング５を連結部材６で相互に連結して形成されている。これら複数の連結部材６のうち、各矩形リング５の上面を連結するものによって、それぞれ掘進機軸方向に沿った複数の前部ガイド７及び後部ガイド８が形成されている。また、各矩形リング５の外周（この実施形態では上下部及び両側部を含む外周全体）には複数の固定ローラ９が設けられている。
【００１１】
先受け支保フード３はフードジャッキ１０及び伸縮可能な補強ロッド１１を介して、本体胴部２に連結されている。先受け支保フード３は切羽上方の地山を保護するためのもので、先端上部及び先端両側部に地山への貫入抵抗を低減させるための複数の爪１２が設けられている。この先受け支保フード３の上面にはそれぞれ複数のローラ１３からなる複数の前部可動ローラ列１４が設けられている。これら前部可動ローラ列１４は掘進機軸に沿って本体胴部２側に延び、その前部ガイド７に案内されて移動自在となっている。なお、図５及び図６にはフードジャッキ１０を伸ばして、先受け支保フード３を前進させた状態が示されている。
【００１２】
支圧リング４は本体胴部２を構成する矩形リング５と同じ大きさの矩形断面を有するリングであり、推進ジャッキ１８を介して本体胴部２に連結されている。この支圧リング４は矩形リング５と同様に外周に複数の固定ローラ１５が設けられている。支圧リング４の上面にはそれぞれ複数のローラ１６からなる複数の後部可動ローラ列１７が設けられている。これら後部可動ローラ列１７は掘進機軸に沿って本体胴部３側に延び、その後部ガイド８に案内されて移動自在となっている。なお、図５及び図６には推進ジャッキ１８を伸ばして、本体胴部２を前進させた状態が示されている。
【００１３】
支圧リング４の後部には掘進機軸直角方向に間隔を置いた１対の支持台２０が設けられている。これら支持台２０にはリフトジャッキ２１がそれぞれ設置され、リフトジャッキ２１の先端には該ジャッキの作動によって昇降する仮支保部材２２が設けられている。仮支保部材２２は各リフトジャッキ２１の先端にそれぞれ設けられた架台２２ａと、架台２２ａ，２２ａ間に架け渡された本体２２ｂとからなっている。本体２２ｂの上面には複数の固定ローラ２３が設けられている。
【００１４】
リフトジャッキ２１は水平軸２４を介して支持台２０に回動自在に取り付けられ、これにより仮支保部材２２は支圧リング４の後方へ傾動自在となっている（図４参照）。この傾動位置で仮支保部材２２には本設の支保工Ｓが搭載される。リフトジャッキ２１にこれと並列して取り付けられたジャッキ２５は高さ調整ジャッキであり、この高さ調整ジャッキ２５により仮支保部材２２の本体２２ｂの高さが調整される。
【００１５】
次に上記掘進機を使用したトンネルの掘進方法について、図７〜図１１の（ａ）〜（ｌ）に示す施工手順図を参照しながら説明する。図においてＥは車両走行路の下方の地山であり、その一方側に発進立坑３０、他方側に到達立坑３１が形成されている。地山Ｅには上記特許文献１に示された方法により、ボックストンネルの矩形断面を区画するように４枚の防護プレート（防護鋼板）３２が挿入されている。
【００１６】
図７（ａ）に示すように、発進立坑３０に設置されたボックス掘進機１には、ＰＣ鋼棒やＰＣ鋼線などからなる引張材３３が連結される。引張材３３は防護プレート３２の挿入時に使用したガイド管（図示せず）に通され、到達立坑３１側に引き出される。到達立坑３１には牽引ジャッキ３４に取り付けられた牽引部材３５が設置され、この牽引部材３５に引張材３３が連結される。
【００１７】
まず、図７（ｂ）に示すように、フードジャッキ１０を伸ばして先受け支保フード３を地山Ｅに貫入させながら、防護プレート３２で囲まれた地山Ｅを手掘りなどによって掘削する。その際、切羽周囲の地山は先受け支保フード３で保護されることになるので、安全性が確保される。
【００１８】
フードジャッキ１０がストローク長に達したら、図８（ｃ）に示すように、牽引ジャッキ３４により掘進機１を掘削された地山内空間に引き込む。このとき、フードジャッキ１０は牽引速度に同調させながら縮める。以下（ｂ）及び（ｃ）の手順を繰り返した後、図８（ｄ）に示すように、所定の位置で仮支保部材２２に搭載した支保工Ｓを組み立てる。
【００１９】
次に、図９（ｅ）に示すように、リフトジャッキ２１を後方に傾動させ、仮支保部材２２に次の支保工Ｓを搭載する。なお、この時点で到達立坑３１に設置された牽引ジャッキ３４などの牽引装置は不要であり、撤去される。
【００２０】
次に、図９（ｆ）に示すように、本体胴部２及び支圧リング４を介して支保工Ｓから反力を取り、フードジャッキ１０を伸ばして先受け支保フード３を地山Ｅに貫入させながら、防護プレート３２で囲まれた地山を掘削する。先受け支保フード３の地山への貫入にともなって、先受け支保フード３は本体胴部２から離間するが、両者間の地山は前部ガイド７から引き出される可動ローラ列１４によって保護される。
【００２１】
そして、フードジャッキ１０がストローク長に達したら、図１０（ｇ）に示すように、支圧リング４を介して支保工Ｓから反力を取り、推進ジャッキ１８を伸ばして本体胴部２を掘削された地山内空間に押し込む。本体胴部２の押し込みにより本体胴部２は支圧リング４から離間することになるが、両者間の地山は後部ガイド８から引き出された可動ローラ列１７によって保護される。なお、このとき、フードジャッキ１０は推進ジャッキ１８による押し込み速度に同調させて縮める。
【００２２】
本体胴部２の押し込み終了後、図１０（ｈ）に示すように、推進ジャッキ１８を縮めて支圧リング４を本体胴部２側に引き寄せる（前進させる）。その際、図１１（ｉ）に示すように、仮支保部材２２が既設支保工Ｓを通過したらリフトジャッキ２１により仮支保部材２２を上昇させる。さらに、高さ調整ジャッキ２５により仮支保部材２２の本体２２ｂを、そのローラ２３が防護プレート３２に当接するまで上昇させ、この状態で支圧リング４の引き寄せを続行する。これにより、支圧リング４の引き寄せ中、支圧リング４と既設支保工Ｓとの間の地山が保護される。
【００２３】
そして、図１１（ｊ）に示すように、支圧リング４を本体胴部２側に完全に引き寄せたら、その位置で支保工Ｓを組み立てる。以下、（ｅ）〜（ｊ）の手順を繰り返し、図１２（ｋ）に示すように、掘削を終了する。このようにして掘削が終了したら、以下（ｆ）の手順を除く（ｅ）〜（ｊ）の手順を繰り返し、図１２（ｌ）に示すように掘進機１を到達立坑３１に押し出す。
【００２４】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では本体胴部を複数の矩形リングで構成したが、１つの矩形筒体で構成することもできる。しかし、この発明によるボックス掘進機は予め防護プレートが挿入された地山を掘削するために開発されたものであり、上記実施形態のように軽微な本体胴部の構造で十分である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施形態を示す平面図である。
【図２】同実施形態の側面図である。
【図３】同実施形態の正面図である。
【図４】仮支保部材を傾動させた状態を示す側面図である。
【図５】先受け支保フードを前進させ、また本体胴部を前進させた状態を示す平面図である。
【図６】同状態の側面図である。
【図７】ボックストンネルの施工手順を示す図である。
【図８】図７に引き続く施工手順を示す図である。
【図９】図８に引き続く施工手順を示す図である。
【図１０】図９に引き続く施工手順を示す図である。
【図１１】図１０に引き続く施工手順を示す図である。
【図１２】図１１に引き続く施工手順を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      ボックス掘進機
２      本体胴部
３      先受け支保フード
４      支圧リング
５      矩形リング
６      連結部材
７      前部ガイド
８      後部ガイド
９      固定ローラ
１０      フードジャッキ
１１      補強ロッド
１２      爪
１３      ローラ
１４      前部可動ローラ列
１５      固定ローラ
１６      ローラ
１７      後部可動ローラ列
１８      推進ジャッキ
２０      支持台
２１      リフトジャッキ
２２      仮支保部材
２２ａ      架台
２２ｂ      本体
２３      固定ローラ
２４      水平ピン
２５      高さ調整ジャッキ
３０      発進立坑
３１      到達立坑
３２      防護プレート
３３      引張材
３４      牽引ジャッキ
３５      牽引部材
Ｅ      地山
Ｓ      支保工
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005336866.tif 000010
【図９】
2005336866.tif 000011
【図１０】
2005336866.tif 000012
【図１１】
2005336866.tif 000013
【図１２】
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